数字视频处理技术在电视节目编辑制作中的应用

数字视频处理技术在电视节目编辑制作中的应用

近年来，我国综合国力的快速发展导致中国人民的物质生活水平不断提高。同时，人们越来越重视自己的精神和文化生活，这对精神和文化生活的发展提出了更高的要求。传统落后的电视节目编辑制作技术已远远不能满足现代人们的精神文化生活需要。因此,现代化的数字视频处理技术被越来越频繁地应用到我国的电视节目制作中,不断提升着电视节目的编辑水平与制作质量,从而更好地满足人们的精神文化需求。一、数字视频处理硬件技术一般计算机用来制作电视节目的硬件设备的主要功能有视频快速捕获、视频处理压缩以及视频重放等,在编辑制作各类电视节目时,计算机必须借助相应的视频制作硬件设备才能科学地处理各类数字视频。(一)利用扩展设备进行非线性编辑现阶段,用于电视节目编辑制作的多媒体计算机通常配置都比较高,并且兼具以下几个特征。第一,数字化;第二,具有性能较高的电脑专用扩展设备;第三,能进行非线性编辑;第四,把硬盘当作主要的存储载体。一般用于电视节目视频制作的多媒体计算机其较为典型的配置是,P4/2.4的电脑CPU,256MB大的内存,多在80G的超强硬盘空量以及10MB/s的数据信息传送频率。这些高性能的配置可以提高多媒体计算机的整体运行速度以及视频处理速度,促使整个电脑系统长时间持续保持较好稳定性(二)显示视频的格式视频采集卡主要负责把计算机输入的各类不同制式的信息模拟信号进行数字化处理,并将它们转变成计算机容易处理、保存、传送以及显示播放的信号格式。所谓视频采集通常就是把各种视频源发出的模拟信号通过一定的技术处理变化成数字格式的信息,同时将这些已经变化好的数字信息保存在计算机硬盘上的相关过程。一般电视台普遍采用的视频采集卡都带有压缩和解压缩的功能硬件或者具有一定的非线性编辑功能(三)适用模拟录像视频的原则压缩和解压缩卡通常又被业内人士称作压缩和回放卡,是一种专门对动态类的视频图像进行一定的实时压缩以及回放的硬件设备。这种硬件设备的显著特点是压缩比与等效图像质量成反比,压缩比越低,等效图像的质量越高,数据文件所占据的存储空间也越大。所以电视节目制作人员必须选择合适的压缩和回放卡,从而确保电视节目的质量优质。模拟摄录机设备也是用来输出视频信号的,但它输出的信号一般都是非数字格式的。这些视频信号必须在视频捕获卡采集以及模数转换之后,转变成计算机更易于识别的数字格式视频信号,才能被进一步处理。通常配置DV数字输入或者输出接口的高性能数字摄像机能够和非线性编辑系统之间进行无损传输,DV信号通过DV接口时,不需要额外的进行转换和压缩处理,即可直接传输二、mpeg-2码率压缩技术把各类视频信号进行数字化处理的过程中,电视节目制作人员可以利用压缩技术有效减少视频图像的额定数据量,节省计算机的存储空间,最大限度地提升视频图像的存取速度。视频压缩技术不仅能够通过空间冗余方式、频谱冗余方式以及心理视觉冗余方式对各类视频图像进行不同程度的帧内压缩,还可以通过时间冗余(通常基于两个或者多个邻近图像帧之间的基本相似性而产生)方式对各类视频图像进行不同程度的帧间压缩。MPEG-2是一种专门针对DVD播放机、数字电视以及现代高清晰度电视的信号传播应用设备,它的传输速率一般介于2Mbit/s至8Mbit/s之间。为了尽可能地实现高倍数的压缩,工作人员通常在MPEG-2中应用多种先进的码率压缩技术,其中最常用的码率压缩技术主要有三种。第一,通过运动补偿有效预测信号编码的方式清除视频图像信号内的一些时间冗余类的信息。而常见的信号编码图像主要有三种类型即帧内编码图像、预测编码图像和双向预测编码图像。在这三种常见的信号编码图像中,帧内编码图像,又被业内人士称作I-pictures,因为它在产生时没有应用基准图像的一些编码,所以这种编码图像一般压缩率都处于中间水平;预测编码图像,一般又被简要称作P-pictures,这种图像合成时,通常需要从最为邻近的上个I-picture图像或者P-picture图像中专门进行运动补偿预测,这类编码图像的优点是效率比较高,而不足则是传播编码容易出现误差;双向预测编码图像,通常又称作B-pictures图像,它的产生是以前面的I或P-picture图像以及后面的那个I或P-picture图像为基准进行适度的运动补偿之后预测编码的结果。这类图像通常具有压缩率超大、编码传播精确的优点,但它的缺点也较为明显,那就是解码器中必须要配置额外的存储器,而且等待时间也通常较为漫长。第二,通过离散余弦直接变换(DCT)的方式清除运动补偿预测出来的视频图像信号中的各种空间冗余信息。第三,通过可变长度编码科学编码运动向量以及DCT产生的变换系数,进而充分有效地利用通道带宽。三、数据安全的保存成本对各类视频信息进行数字化处理之后,其数据量通常十分巨大。比如分量编码类型的数字电视信号,这类信号的数据率最高可达到216Mbit/s。在这种情况下,1小时长的电视节目就需要占用将近80GB大的存储空间,如果对这类速率较高的数字电视信号进行远距离传送,通常需要占用108MHz至216MHz大的数字信号宽带。这种大数码率的信号在现代数字信道中直接传输或者在现代媒体设备上直接传输、直接存储,其所需要的传送、保存成本都是比较高的。对于一些计算机图像来说,在VGA的图像显示模式下,如果图像的分辨率是640乘以480,那么256色类型的1帧图像其自身的数据量一般为307200Byte,如果想要实现高达30帧/S的动态显示,图像的数据率也高达每秒9.2Mbis,所以为了尽可能的提高信道有效利用率,在有限的数字信道容量下顺利传输尽可能多的数字图像信号,电视节目制作人员必须科学地压缩各种数字图像数据四、非线性数字编辑系统节目的素材制作近几年来,由于计算机技术的大规模普及和现代数字视频技术的发展,非线性编辑技术被越来越多的应用到电视节目的编辑制作中。所谓非线性编辑,就是一种现代数码技术紧密结合多媒体计算机之后,产生的一种电视节目编辑制作技术。这种电视节目编辑制作技术可以随机性地访问各个类型的视频制作素材,同时又不受限于素材的存放时间。与传统的以磁带模拟为基础的视频编辑系统相比,在现代新型的非线性数字编辑技术中,计算机通过数字化方式将全部的视频片断科学记录同时把它们统一存储在电脑硬盘上。因为计算机与媒体设备之间的交互关系,工作人员能够反复更新和多次编辑存储好的视频。一般对数字图像进行非线性编辑的基本过程是:第一,创建一个全新的编辑过程平台,把需要进行数字化处理的各类视频材料逐一放进这个新的编辑过程平台中;第二,自由设置平台内视频资料展开的信息,可以通过逐帧方式展开、逐秒方式展开;第三,利用编辑软件的各项功能对数字视频进行诸如剪辑、添加特效、添加字幕等多项编辑。总的来说,非线性编辑软件主要具有以下五种功能,第一,采集各类动态的视音频信息;第二,非线性编辑采集好的视音频信息;第三,对视音频信息进行数字特效处理;第四,键控功能;第五,输入多种格式的文件大规模使用,效果不同综上所述,在当今的电视节